Áhrif hlífðargass á ryðfríu stáli trefjalasersuðu

Með auknum kröfum um skilvirkni framleiðslu metur nútímaframleiðsla mikils -hagkvæmni, lipur og umhverfisvæn vinnslutækni. Laser suðu hefur verið almennt tekin upp í geimferðum, bifreiðum, skipasmíði og öðrum atvinnugreinum vegna hágæða, nákvæmni, lágmarks aflögunar og einstakrar skilvirkni. Meðal fjölmargra þátta sem hafa áhrif á suðugæði gegnir hlífðargas mikilvægu hlutverki.

Tilkoma há-trefjaleysis hefur flýtt fyrir vinsældum leysisuðu, sérstaklega í bílaiðnaðinum. Trefjaleysir starfa á 1070 nm bylgjulengd, sem er verulega styttri en 10,6 μm bylgjulengd CO2 leysigeisla. Vegna þess að efni sýna mismunandi frásogshraða við mismunandi bylgjulengdir, eru suðueiginleikar trefjaleysis í eðli sínu frábrugðnir CO2 leysum. Hins vegar eru yfirgripsmiklar rannsóknir á hlífðargasi fyrir trefjaleysissuðu enn takmarkaðar. Til að bregðast við þessu bili framkvæmir þessi rannsókn röð færibreytuprófa á ryðfríu stáli til að dýpka skilning á trefjaleysissuðu.

Tilraunirnar voru gerðar á 3 mm þykkum SUS304 ryðfríu stáli plötum með IPG YLR-6000 trefjaleysi (hámarksafl: 6 kW; frávik geisla: 8 mrad). Laserkerfið var samþætt KUKA KR60HA 6-DOF vélmenni. Hlífðargasstúturinn var 4 mm að innra þvermáli og var staðsettur 4 mm fyrir ofan vinnustykkið.

Til að einangra breytur var eftirfarandi suðubreytum haldið stöðugum:

• Laser máttur:1 kW
• Suðuhraði:1,5 m/mín
• Brennivídd:250 mm
• Ófókus magn:0 mm
• Suðuaðferð:Einhliða-perla-á-plötusuðu

Fjögur sett af tilraunum voru gerðar til að meta áhrif:

1. Gastegund:Samanburður á áhrifum hreins Ar, He og N₂.
2. Gasblöndunarhlutfall:Rannsakað hversu mismunandi Ar-blöndunarhlutföll hafa áhrif á form suðuyfirborðs og skarpskyggni.
3. Blásshorn:Metið áhrif hliðar-blásturshorna á gegnumsuðu.
4. Gasstillingarstaða:Greining á því hvernig mótvægi milli gasafhendingarpunkts og leysiblettsins hefur áhrif á suðumyndun.

Áhrif gastegundar:Þegar notað var eitt hlífðargas fylgdi suðudýptin röðinni He > N₂ > Ar, sem er rakið til mismunar á gasjónunarorku og viðhaldsþröskuldum í plasma.

Blöndunarhlutfall og flæðishraði:Hærri He styrkur í Ar-He blöndum, sem og hærra heildargasflæðishraða, leiddu til samsvarandi aukningar á skarpskyggni.

Áhrif blásturshorns:Suðugengni minnkaði þegar hliðar-blásturshornið jókst. Þessi lækkun er knúin áfram af breytingum á gasflæðisástandi (skipti á milli lagskipt og ólgandi flæði) yfir yfirborð vinnustykkisins.

Áhrif jöfnunarstöðu:Þróun suðugengs var breytileg með hlutfallslegri fjarlægð milli gasafhendingarpunktsins og leysiblettsins. Hámarksdýpt var náð þegar gasafhendingarpunkturinn var á móti um það bil ±1,5 mm frá leysiblettinum, en lágmarksdýpt varð þegar gasið var beint beint við miðju leysiblettsins.